药物动力学(简称药动学)是药学院校本科生的必修课之一,主要研究药物在体内的量变规律,为新药筛选、剂型设计、制剂评价及临床合理用药等提供重要的科学依据[1-3]。本课程和高等数学、生理学、药理学等学科在内容上交叉渗透、相互补充,课程内容深奥难懂,因此实验教学显得尤为重要[4]。该课程的实验教学是学生巩固课堂所学理论知识,增加学习兴趣,培养创新意识和提高新药研发能力的必要手段[5-6]。其实验教学的目的是使学生掌握药动学的基本理论,培养实验操作能力和发现问题、解决问题的能力,提高学生的综合素质,为此各高校也在不断探讨该课程的教学改革,适时增加和调整实验教学内容[7-10]。
单室模型是药动学隔室模型中最基本的一种模型,即认为药物进入体循环后,迅速分布到全身的组织和器官,并且在血液、体液及组织液之间迅速达到平衡[11]。血管外给药(如口服给药)是常见的给药方式,与血管内给药(如静注和静滴)不同的是它存在一个吸收过程,因此药动学参数的计算更加复杂。为使学生更好地理解隔室模型这一抽象概念,掌握单室模型血管外给药参数的计算方法,本文在前期静脉注射模拟实验的基础上[12],设计了单室模型血管外给药的模拟实验,可以直观地向学生展示药物在体内的变化过程,通过实验使学生能够掌握有关药动学参数的计算方法。
1 仪器与试药
2 实验装置
3 实验方法
4 实验结果
5 讨论
第一,血管外给药有一个吸收过程,即药物从给药部位释放,透过生物膜进入血循环。本实验设计之初使用透析袋装载药物溶液,模拟药物透膜吸收,但透析袋的孔径太小,药物透膜速度很慢,实验需要时间过长,不适合在实验课教学中使用。此后改为使用密封塑料袋装载药物溶液,在袋上扎一小孔,可以加速药物释放,但将塑料袋放入抽滤瓶后容易受到挤压,导致药物溶液流出,影响实验结果。最终本实验使用塑料滴管装载药物溶液,在滴管底部用细针(如针灸针)扎孔,既可以缩短实验时间,又能保证放置过程中药物溶液不被挤出,实验结果准确,实验过程具有可重复性。需要注意的是针孔要尽可能小,否则药物释放太快,来不及测定吸收相浓度;不要将滴管固定在靠近抽滤瓶侧口的位置,以免因搅拌不均匀影响药物浓度测定。
第二,抽滤瓶的侧口处连接T型管,模拟药物的肾排泄和非肾排泄。调整T型管两端的高度,可以调节溶液流出的速度,模拟不同的排泄状态。当T型管两端高度相等时,溶液从两端的流出速度相同,可以模拟肾排泄速度和非肾排泄速度相等的情况;当T型管的一端稍高于另一端时,则溶液从一端流出速度较快,可以模拟肾排泄,而另一端流出速度较慢,可以模拟非肾排泄;当T型管一端显著高于另一端时,则只有一侧管有液体流出,另一侧管无液体流出,可以模拟只有肾排泄,没有非肾排泄的情况(如本实验即为这种情况)。
第三,血药浓度测定的取样时间需要合理设计。在达峰前的吸收相,取样频率应较为密集,取样间隔应较短,以避免错过峰浓度,并能够获得足够数据便于用残数法计算吸收速率常数ka;在药物达到峰浓度后的消除相,取样间隔可以适当延长。应保证有足够长的实验时间,让大部分药物都能消除,保证利用药时曲线末段数据求得的消除速率常数k的准确性。
第四,残数法又称削去法或剩余法。当血药浓度—时间曲线由多项指数式表示时,均可采用残数法求出各指数项的参数,这在单室模型血管外给药和双室模型中应用普遍。有文献记载还可用其他方法进行计算,如基于正弦余弦算法、利用MatLab软件编程等求算口服给药的药动学参数[14-15]。在实验课教学中,教师可以对学习能力强的学生加以引导,使他们在掌握课本知识的基础上,查阅文献,探寻新的药动学参数计算方法,培养学生的创新能力,为以后从事相关的临床药学实践工作和科研工作奠定坚实的基础。
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赵凯悦 张哲铭 何朝星 王晓晖 杜青 河北医科大学药学院 |